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島津——守護(hù)水源的“使者”

2017年02月21日 09:49:17人氣:3153來(lái)源:島津企業(yè)管理(中國(guó))有限公司

總有機(jī)碳(TOC)是水質(zhì)檢查的重要指標(biāo)。在人們對(duì)美好自然環(huán)境的強(qiáng)烈期望之下,總有機(jī)碳(TOC)分析儀誕生了。

 

人類(lèi)生活與環(huán)境承載力密切相關(guān)

在波光粼粼的水面上,倒映著大大小小的島嶼,形成一道美麗的內(nèi)海風(fēng)光。不過(guò),本應(yīng)外出打漁的漁船卻都滯留在港口中。離近后才發(fā)現(xiàn)海面上覆蓋著深紅色的渾濁物,彌漫著不詳?shù)臍庀ⅰ?/span>


 1970年代到1980年代上半期,東京灣、伊勢(shì)灣、瀨戶內(nèi)海、琵琶湖等封閉性水域,由于生活廢水和工廠廢水流入引發(fā)的水質(zhì)污染成為社會(huì)性問(wèn)題。其中,赤潮的發(fā)生就是一次慘痛的教訓(xùn)。由于浮游生物大量繁殖導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)的大量死亡,臭氣熏天,漁業(yè)和觀光產(chǎn)業(yè)遭受巨大損失。一些新聞報(bào)道甚至將發(fā)生赤潮的深紅色海面稱(chēng)為死海。

 

 

1972年在瀨戶內(nèi)海發(fā)生的大規(guī)模赤潮事件,刷新了歷*zui多的1428條養(yǎng)殖幼年黃鰤?mèng)~窒息死亡的紀(jì)錄,損失金額達(dá)到71億日元。以此事件為開(kāi)端,引發(fā)了漁業(yè)從業(yè)者的播磨灘赤潮訴訟。漁業(yè)從業(yè)者對(duì)國(guó)內(nèi)及沿岸的工廠進(jìn)行投訴,要求賠償約19億日元,并立即終止有害污水排放。

 

迫在眉睫的分析方法

當(dāng)然,政府方面也不會(huì)袖手旁觀。1971年國(guó)家開(kāi)始實(shí)行水質(zhì)污染防治法,對(duì)廢水處理裝置排放的所有廢水所含污染物質(zhì)的總量進(jìn)行了規(guī)定,工廠充當(dāng)其沖。在1979年對(duì)代表性污染原因物質(zhì)有機(jī)物的碳含量做出進(jìn)一步嚴(yán)格的規(guī)定。而后,管理對(duì)象逐漸擴(kuò)大到氮、磷元素,同時(shí)對(duì)流域內(nèi)的下水道展開(kāi)修整,強(qiáng)化排水水質(zhì)監(jiān)督力度,不斷提升廢水處理能力。

 

其中,總有機(jī)碳(TOC)分析儀能夠?qū)ψ鳛橐话阈晕廴疚锏挠袡C(jī)物進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的分析,受到世人關(guān)注。

 


 在此之前,人們采用生物化學(xué)需氧量(BOD)和化學(xué)需氧量(COD)作為有機(jī)物水質(zhì)污染的檢測(cè)指標(biāo),無(wú)法直接檢測(cè)有機(jī)物。BOD通過(guò)水中微生物的耗氧量、COD通過(guò)有機(jī)物氧化過(guò)程消耗的氧化劑的總量來(lái)間接推斷有機(jī)物的含量,這一過(guò)程難免會(huì)產(chǎn)生誤差,而且相當(dāng)耗時(shí)。

 


 相對(duì)而言,TOC分析儀通過(guò)高溫燃燒水試劑,對(duì)構(gòu)成有機(jī)物的碳元素(有機(jī)碳)進(jìn)行直接檢測(cè),能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準(zhǔn)確的分析,從而成為檢測(cè)有機(jī)物污染的有效指標(biāo)。

 

分析技術(shù)的飛躍

1971年,在日本環(huán)境廳成立的同一年,島津制作所也成立了環(huán)境部門(mén),并從第二年開(kāi)始著手TOC分析儀開(kāi)發(fā)工作。島津技術(shù)人員將著眼點(diǎn)放在美國(guó)DOW Chemical公司研究員發(fā)布的論文上,內(nèi)容為將水試劑在950高溫的電爐中進(jìn)行燃燒,有機(jī)物中的碳生成二氧化碳,通過(guò)分析二氧化碳來(lái)計(jì)算TOC的總量,這種方法有望一次性解決BODCOD方法面臨的不足。

 


1973年島津與DOW Chemical公司簽訂使用權(quán)許可合同。從那以后,島津通過(guò)自主研發(fā),zui終成功研發(fā)出催化氧化燃燒(TOC)分析儀。當(dāng)時(shí),日本國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已被國(guó)外廠商生產(chǎn)的TOC分析儀占領(lǐng),島津的TOC分析儀憑借自主研發(fā),充分發(fā)揮國(guó)產(chǎn)儀器特點(diǎn),不斷獲得水質(zhì)保護(hù)技術(shù)人員及研究人員的青睞,*不斷提高。

 


 1984年島津發(fā)布TOC-500后,島津TOC分析儀開(kāi)始在范圍普及,其地位已經(jīng)不可動(dòng)搖。TOC-500具有劃時(shí)代意義,原因是其燃燒溫度從以往的950℃大幅降低至680℃。

 


 以前,為了能夠準(zhǔn)確測(cè)量有機(jī)物含量,從燃燒氧化的難易度來(lái)看,溫度越高越省事。雖然人們知道降低燃燒溫度的好處,但尚未有任何儀器廠商敢去挑戰(zhàn)。而偏偏島津的技術(shù)人員將低溫燃燒設(shè)為前提來(lái)進(jìn)行研發(fā),可以說(shuō)是采用逆向思維。通過(guò)燃燒方法的改進(jìn)、數(shù)據(jù)處理方法的開(kāi)發(fā),使得燃燒溫度下降,不僅實(shí)現(xiàn)了過(guò)去難以實(shí)現(xiàn)的含有海水鹽分的樣品分析,而且大幅提高了燃燒管、催化劑等消耗品以及儀器自身的耐用性,顯著改善了維護(hù)成本。

 


 如下一則故事能夠說(shuō)明低維護(hù)量受到了海外用戶的關(guān)注。

 

TOC-500在海外亮相是在美國(guó)的展覽會(huì)上。參觀者驚訝于TOC-500僅在幾分鐘內(nèi)就輕松完成了燃燒管的更換,不禁拍手稱(chēng)奇。當(dāng)時(shí)在國(guó)外使用的TOC分析儀若想更換燃燒管,需先將950℃的電爐降至室溫,打開(kāi)爐子將燃燒管換好后,再升溫至950℃,至下一次的分析就緒,實(shí)際上要花1天時(shí)間。

 


 其的性能和易用性,為廢水處理技術(shù)的研發(fā)和水質(zhì)污染原因的研究起到了巨大的推動(dòng)作用,成為世界上使用zui廣泛的TOC分析儀。

 

1984年發(fā)售的島津?qū)嶒?yàn)室用總有機(jī)碳分析儀TOC-500

 

不斷擴(kuò)大的舞臺(tái)

1989年發(fā)售的后續(xù)機(jī)型TOC-5000,通過(guò)的燃燒、分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高靈敏度和自動(dòng)進(jìn)樣,使用方面更加便捷。通過(guò)提高靈敏度,適用范圍從原來(lái)的ppm1ppm100萬(wàn)分之一)級(jí)擴(kuò)大到了ppb1ppb10億分之一)級(jí)。


 受益者之一就是半導(dǎo)體工廠。半導(dǎo)體在生產(chǎn)過(guò)程要求對(duì)硅晶片進(jìn)行*清洗,清洗水中若含有雜質(zhì)則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品性能下降。因此,對(duì)TOC的控制監(jiān)測(cè)非常重要。
 

而后TOC-V、TOC-L相繼誕生,機(jī)型不斷更新,能夠進(jìn)行總氮同時(shí)分析,并且可以應(yīng)對(duì)氣體樣品和固體樣品,通過(guò)增加新功能,不斷擴(kuò)展自身的舞臺(tái)。

 


 TOC標(biāo)準(zhǔn)早已成為重要用水領(lǐng)域中廣泛采納的標(biāo)準(zhǔn),如水道法中自來(lái)水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),以及制藥用水標(biāo)準(zhǔn)。

 

時(shí)至今日,我們已經(jīng)很少聽(tīng)說(shuō)赤潮事件。日本的湖泊、海洋又恢復(fù)了昔日的風(fēng)光。大家應(yīng)該記得總有機(jī)碳(TOC)分析儀在這一過(guò)程中承擔(dān)了重要角色。

 

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